Muuntajaöljy - tarkoitus, sovellus, ominaisuudet

Muuntajaöljy on jalostettu öljyfraktio, eli mineraaliöljy. Sitä saadaan tislaamalla öljyä, jossa tämä jae kiehuu 300 - 400 °C:ssa. Muuntajaöljyjen ominaisuudet vaihtelevat raaka-aineen laadusta riippuen. Öljyllä on monimutkainen hiilivetykoostumus, jonka keskimääräinen molekyylipaino vaihtelee välillä 220 - 340 amu. Taulukko näyttää pääkomponentit ja niiden prosenttiosuudet muuntajaöljyn koostumuksessa.

Muuntajaöljyn ominaisuudet sähköeristeenä määräytyvät pääasiassa arvon mukaan dielektrisen häviön tangentti… Siksi veden ja kuitujen esiintyminen öljyssä on täysin poissuljettu, koska kaikki mekaaniset epäpuhtaudet pahentavat tätä indikaattoria.

Muuntajaöljyn ulosvirtauslämpötila on -45 ° C ja alhaisempi, mikä on tärkeää sen liikkuvuuden varmistamiseksi matalan lämpötilan käyttöolosuhteissa. Öljyn alhaisin viskositeetti edistää tehokasta lämmönpoistoa jopa 90 - 150 °C:n lämpötiloissa taudinpurkausten sattuessa.Eri öljymerkeillä tämä lämpötila voi olla 150 ° C, 135 ° C, 125 ° C, 90 ° C, ei alempi.

Muuntajaöljyjen äärimmäisen tärkeä ominaisuus on niiden stabiilisuus hapettavissa olosuhteissa; muuntajaöljyn on säilytettävä vaaditut parametrit pitkän käyttöajan.

Erityisesti RF:n osalta voidaan todeta, että kaikki teollisuuslaitteissa käytettävät muuntajaöljymerkit ovat väistämättä antioksidanttisen lisäaineen ionoli (2,6-di-tert-butyyliparakresoli, joka tunnetaan myös nimellä agidol-1) inhiboimia. Lisäaine on vuorovaikutuksessa aktiivisten peroksidiradikaalien kanssa, joita esiintyy hiilivetyjen hapettumisreaktioketjussa. Siten inhiboiduilla muuntajaöljyillä on selvä induktiojakso hapettumisen aikana.

Lisäaineille herkät öljyt hapettavat aluksi hitaasti, koska inhibiittori katkaisee muodostuvat hapetusketjut. Kun lisäaine on käytetty loppuun, öljy hapettuu normaalilla nopeudella kuten ilman lisäainetta. Mitä pidempi öljyn hapettumisen induktiojakso on, sitä suurempi on lisäaineen tehokkuus.

Suuri osa lisäaineen tehokkuudesta liittyy öljyn hiilivetykoostumukseen ja hapettumista edistävien ei-hiilivetyjen epäpuhtauksien läsnäoloon, jotka voivat olla typpiemäksiä, maaöljyhappoja ja happea sisältäviä öljyn hapettumistuotteita.

Kun öljytisle puhdistetaan, aromaattinen pitoisuus vähenee, ei-hiilivetysulkeumat poistetaan ja lopulta ionoli-inhiboidun muuntajaöljyn stabiilisuus paranee. Samaan aikaan on olemassa kansainvälinen standardi "Spesifikaatio tuoreille öljyeristysöljyille muuntajille ja katkaisimille".

Muuntajaöljy on syttyvää, biohajoavaa, lähes myrkytöntä eikä heikennä otsonikerrosta. Muuntajaöljyn tiheys vaihtelee välillä 840-890 kilogrammaa kuutiometriä kohden. Yksi tärkeimmistä ominaisuuksista on viskositeetti. Mitä korkeampi viskositeetti, sitä suurempi dielektrinen lujuus. Kuitenkin normaaliin käyttöön tehomuuntajat ja katkaisijoissa öljy ei saa olla kovin viskoosia, muuten muuntajien jäähdytys ei ole tehokasta ja katkaisija ei pysty katkaisemaan kaaria nopeasti.

Tässä on tehtävä kompromissi viskositeetin suhteen: tyypillisesti kinemaattinen viskositeetti 20 °C:ssa, useimmat muuntajaöljyt ovat alueella 28-30 mm2/s.

Ennen laitteen täyttämistä öljyllä öljy puhdistetaan syvälämpötyhjökäsittelyllä. Tämän ohjeasiakirjan "Sähkölaitteiden testauksen soveltamisala ja standardit" (RD 34.45-51.300-97) mukaan typpi- tai kalvosuojattuihin muuntajiin, suljetuissa mittausmuuntajissa ja suljetuissa läpiviennissä kaadetussa muuntajaöljyssä oleva ilmapitoisuus ei saa olla suurempi kuin 0,5 (määritetty kaasukromatografialla), ja suurin vesipitoisuus on 0,001 painoprosenttia.

Tehomuuntajille, joissa ei ole kalvosuojausta ja läpäiseville holkeille, vesipitoisuus on enintään 0,0025 massaprosenttia sallittu. Mitä tulee mekaanisten epäpuhtauksien pitoisuuksiin, jotka määräävät öljyn puhtausluokan, sen ei pitäisi olla huonompi kuin 11. laitteissa, joiden jännite on enintään 220 kV, eikä huonompi kuin 9. laitteissa, joiden jännite on -yli 220 kV . Käyttöjännitteestä riippuen läpilyöntijännite on esitetty taulukossa.

Kun öljy on täytetty, läpilyöntijännite on 5 kV pienempi kuin öljyllä ennen laitteiston täyttöä. Puhtausluokkaa saa alentaa yhdellä ja ilman prosenttiosuutta lisätä 0,5%.

Hapetusolosuhteet (menetelmä stabiilisuuden määrittämiseksi - GOST 981-75:n mukaan)

Öljyn vuotopiste määritetään kokeella, jossa tiivistettyä öljyä sisältävää putkia kallistetaan 45° ja öljy pysyy samalla tasolla minuutin ajan. Tuoreille öljyille tämä lämpötila ei saa olla alle -45 °C.

Tämä parametri on avainasemassa öljykytkimet… Eri ilmastovyöhykkeillä on kuitenkin erilaiset jähmettymispistevaatimukset. Esimerkiksi eteläisillä alueilla on sallittua käyttää muuntajaöljyä, jonka kaatolämpötila on -35 ° C.

Laitteen käyttöolosuhteista riippuen standardit voivat vaihdella, poikkeamia voi esiintyä. Esimerkiksi muuntajaöljyn arktiset lajikkeet eivät saisi jähmettyä yli -60 °C:n lämpötiloissa ja leimahduspiste laskee -100 °C:seen (leimahduspiste on lämpötila, jossa lämmitetty öljy tuottaa höyryjä, jotka muuttuvat syttyviksi, kun se sekoitetaan ilman kanssa). .

Periaatteessa syttymislämpötila ei saa olla alle 135 °C. Sellaiset ominaisuudet kuten syttymislämpötila (öljy syttyy ja palaa sen mukana vähintään 5 sekuntia) ja itsesyttymislämpötila (350-400 °C:n lämpötilassa) C, öljy syttyy jopa suljetussa upokkaassa ilman läsnä ollessa).

Muuntajaöljyn lämmönjohtavuus on 0,09 - 0,14 W / (mx K) ja se pienenee lämpötilan noustessa.Lämpökapasiteetti kasvaa lämpötilan noustessa ja voi olla 1,5 kJ / (kg x K) - 2,5 kJ / (kg x K).

Lämpölaajenemiskerroin liittyy paisuntasäiliön koon standardeihin, ja tämä kerroin on alueella 0,00065 1 / K. Muuntajaöljyn vastus 90 °C:ssa ja 0,5 sähkökentän jännityksen olosuhteissa MV / m se ei missään tapauksessa saa olla suurempi kuin 50 Ghm * m.

Viskositeetin lisäksi öljyn vastustuskyky heikkenee lämpötilan noustessa. Dielektrisyysvakio - alueella 2,1 - 2,4. Dielektristen häviöiden kulman tangentti, kuten edellä mainittiin, liittyy epäpuhtauksien esiintymiseen, joten puhtaalla öljyllä se ei ylitä 0,02:ta 90 ° C:ssa kenttätaajuuden 50 Hz olosuhteissa ja hapettuneessa öljyssä se voi ylittää 0,2 .

Öljyn dielektrinen lujuus mitattiin 2,5 mm:n rikkoutumiskokeella 25,4 mm:n elektrodin halkaisijalla. Tuloksen ei tulisi olla pienempi kuin 70 kV ja silloin dielektrinen lujuus on vähintään 280 kV / cm.

Toimenpiteistä huolimatta muuntajaöljy voi imeä kaasuja ja liuottaa niistä huomattavan määrän. Normaaleissa olosuhteissa 0,16 millilitraa happea, 0,086 millilitraa typpeä ja 1,2 millilitraa hiilidioksidia liukenevat helposti yhteen kuutiosenttimetriin öljyä. Ilmeisesti happi alkaa hapettua hieman. Päinvastoin, jos kaasuja vapautuu, tämä on merkki kelan viasta. Joten muuntajaöljyyn liuenneiden kaasujen läsnäolon vuoksi muuntajien viat paljastuvat kromatografialla.

Muuntajien ja öljyn käyttöikä ei liity suoraan toisiinsa.Jos muuntaja voi toimia luotettavasti 15 vuotta, suositellaan öljyn puhdistamista vuosittain ja regenerointia 5 vuoden kuluttua. Öljyresurssien nopean ehtymisen estämiseksi tarjotaan tiettyjä toimenpiteitä, joiden käyttöönotto pidentää merkittävästi muuntajaöljyn käyttöikää:

• Paisuttimien asennus suodattimilla veden ja hapen sekä öljystä erotettujen kaasujen imemiseksi;

• Työöljyn ylikuumenemisen välttäminen;

• Säännöllinen puhdistus;

• Jatkuva öljyn suodatus;

• Antioksidanttien esittely.

Korkeat lämpötilat, öljyn reaktio lankojen ja eristeiden kanssa edistävät kaikki hapettumista, jota alussa mainittu antioksidanttilisä on tarkoitettu estämään. Mutta säännöllinen puhdistus on silti tarpeen. Laadukas öljypuhdistus palauttaa sen käyttökuntoon.

Mikä voisi olla syynä muuntajaöljyn poistamiseen käytöstä? Nämä voivat olla öljyn saastumista pysyvillä aineilla, joiden läsnäolo ei johtanut syviin muutoksiin öljyssä, ja sitten riittää mekaaninen puhdistus. Yleisesti ottaen on olemassa useita puhdistusmenetelmiä: mekaaninen, lämpöfyysinen (tislaus) ja fysikaalis-kemiallinen (adsorptio, koagulointi).

Jos on sattunut onnettomuus, läpilyöntijännite on laskenut jyrkästi, ilmaantunut hiilikerrostumia tai kromatografinen analyysi paljastui ongelman, muuntajaöljy puhdistetaan suoraan muuntajassa tai kytkimessä yksinkertaisesti irrottamalla laite verkosta.

Muuntajien öljyn käyttöikää voidaan pidentää käyttämällä antioksidanttisia lisäaineita, termosifonisuodattimia jne. Kaikki tämä ei kuitenkaan sulje pois tarvetta regeneroida käytettyjä öljyjä.

Siksi jäteöljyn regeneroinnin tehtävänä on saada aikaan hyvin puhdistettu regeneraatti, joka täyttää kaikki tuoreöljystandardit. Epästabiilien regeneroivien aineiden stabilointi lisäämällä tuoretta öljyä tai antioksidanttisia lisäaineita mahdollistaa yksinkertaisimpien ja edullisimpien menetelmien käytön käytettyjen muuntajaöljyjen regeneroinnissa.

Muuntajaöljyn regeneroinnissa on tärkeää saada hyvin puhdistettuja regenerointiaineita regenerointimenetelmästä ja öljyn ikääntymisasteesta riippumatta ja stabilointi, jos öljy on heikosti stabiili, tulee tehdä keinotekoisesti - lisäämällä tuoretta öljyä tai lisäämällä korkea stabiloiva vaikutus, tehokas regeneroiduille öljyille.

Käytettyä muuntajaöljyä regeneroitaessa saadaan jopa 3 fraktiota perusöljyjä muiden kaupallisten öljyjen, kuten moottori-, hydrauli-, vaihteistoöljyjen, leikkausnesteiden ja rasvan valmistukseen.

Keskimäärin regeneroinnin jälkeen saadaan 70-85 % öljystä riippuen käytetystä teknologisesta menetelmästä. Kemiallinen regenerointi on kalliimpaa. Regeneroitaessa muuntajaöljyä on mahdollista saada jopa 90 % perusöljystä samaa laatua kuin tuoreena.

Lisäksi

Kysymys

Onko mahdollista kuivata öljyä toimivassa muuntajassa nostamalla sen kantta kuivalla säällä? Haihtuuko vesi öljystä vai päinvastoin, kosteutuuko öljy?

Vastaus

Kuiva öljy, jonka läpilyöntijännite on 40-50 kV, sisältää tuhannesosia prosentin kosteutta. Öljyn kostuttamiseksi, jolle on tunnusomaista öljyn murtumislujuuden lasku 15 - 20 kV:iin, tarvitaan sadasosaprosenttia kosteutta.

Muuntajissa, jotka ovat vapaasti yhteydessä ilmakehän ilmaan laajentimen (tai kannen alla) kautta, tapahtuu jatkuva kosteuden vaihto ilman kanssa. Jos öljyn lämpötila laskee ja sen kosteuspitoisuus on pienempi kuin ilman, öljy imee kosteutta ilmasta kosteushöyryn osapaineiden lain mukaisesti. Tällä tavalla öljyn läpilyöntijännite pienenee.

Kosteuden vaihto tapahtuu myös öljyn ja öljyyn sijoitetun muuntajan eristeen (puuvilla, bakeliitti) välillä. Kosteus siirtyy eristeessä kuumista osista kylmiin osiin. Jos muuntaja lämpenee, kosteus siirtyy eristyksestä öljyyn, ja jos se jäähtyy, niin päinvastoin.

Koska ilmankosteus on korkea kesäkuukausina, öljyn läpilyöntijännite laskee kosteuden vapaan vaihdon myötä talvikuukausiin verrattuna.

Talvella, kun ilmankosteus on alhaisin ja lämpötilaero ilman ja öljyn välillä on suurin, öljy kuivuu jonkin verran. Kesällä, kun salamapiikit vaikuttavat todennäköisemmin muuntajan eristykseen, muuntajaöljyn läpimurtolujuus on alimmillaan, kun sen pitäisi olla korkeimmillaan.

Kosteuden vapaan vaihdon poistamiseksi ilman ja öljyn välillä käytetään öljytiivisteellä varustettuja ilmankuivareita.

Siten, kun muuntajan kansi on auki, öljy voi kuivua tai kastua.

Öljy kuivuu paremmin pakkasella, kun ilmassa on vähiten kosteutta ja öljyn ja ilman välillä on suurin lämpötilaero. Mutta tällainen kuivaus on tehotonta ja tehotonta, joten sitä ei käytetä käytännössä.